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Anuario de Psicología/The UB Journal of Psychology 2015, vol. 45, nº 2, *** © 2015, Facultat de Psicologia Universitat de Barcelona Cambios en la estructura y función cerebral asociados al entrenamiento aeróbico a lo largo de la vida. Una revisión teórica J. Guzmán-Cortés 1 A.F. Villalba-Sánchez 2 J. Bernal 1,2 1 Universidad Nacional Autónoma de México 2 Instituto de Neuropsicología y Neurociencias Cognitivas El objetivo de la presente revisión fue analizar la evidencia expe- rimental que sugiere un papel benéfico del entrenamiento aeróbico, en la es- tructura y funcionamiento cerebral, en las diversas etapas de la vida de po- blación sana. Se seleccionaron 30 artículos registrados en PubMed, Scien- ceDirect y Scopus de los últimos 10 años. Los estudios señalan que el entre- namiento aeróbico en cada etapa de la vida, tiene un impacto positivo sobre el funcionamiento ejecutivo, velocidad de procesamiento, atención y memoria, y produce cambios en la corteza prefrontal y temporal principalmente. Palabras clave: ejercicio aeróbico, plasticidad cerebral, funciones cog- noscitivas, entrenamiento físico. Changes in brain structure and function associated with aerobic training throughout life. A theoretical review The aim of this review was to analyze the experimental research literature suggesting a beneficial role of aerobical exercise training on brain structure and function throughout the life span in non-pathological populations, through a search of articles published from 2004 to date, in PubMed, Scien- ceDirect and Scopus data. Thirty articles were selected to analize. Studies show that aerobic training at each stage of life has a positive impact on various Correspondencia: Jorge Bernal Hernández, Av. De Los Barrios No. 1 Los Reyes Iztacala, 54090 Tlalnepantla, Estado de México, [email protected]

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Cambios en la estructura y función cerebral asociados al entrenamiento aeróbico a lo largo de la vida. Una revisión teórica

J. Guzmán-Cortés1 A.F. Villalba-Sánchez2 J. Bernal1,2 1 Universidad Nacional Autónoma de México 2 Instituto de Neuropsicología y Neurociencias Cognitivas

El objetivo de la presente revisión fue analizar la evidencia expe-rimental que sugiere un papel benéfico del entrenamiento aeróbico, en la es-tructura y funcionamiento cerebral, en las diversas etapas de la vida de po-blación sana. Se seleccionaron 30 artículos registrados en PubMed, Scien-ceDirect y Scopus de los últimos 10 años. Los estudios señalan que el entre-namiento aeróbico en cada etapa de la vida, tiene un impacto positivo sobre el funcionamiento ejecutivo, velocidad de procesamiento, atención y memoria, y produce cambios en la corteza prefrontal y temporal principalmente.

Palabras clave: ejercicio aeróbico, plasticidad cerebral, funciones cog-noscitivas, entrenamiento físico.

Changes in brain structure and function associated with aerobic training throughout life. A theoretical review

The aim of this review was to analyze the experimental research literature suggesting a beneficial role of aerobical exercise training on brain structure and function throughout the life span in non-pathological populations, through a search of articles published from 2004 to date, in PubMed, Scien-ceDirect and Scopus data. Thirty articles were selected to analize. Studies show that aerobic training at each stage of life has a positive impact on various

Correspondencia: Jorge Bernal Hernández, Av. De Los Barrios No. 1 Los Reyes Iztacala, 54090 Tlalnepantla, Estado de México, [email protected]

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cognitive processes, executive functions, processing speed, attention and memory, and produce changes in brain structure like prefrontal and temporal cortex.

Keywords: Aerobic exercise, brain plasticity, cognitive functioning, physical exercise.

Introducción Desde la antigua Grecia se intuía la importancia que tiene la práctica deportiva para la salud física y mental; por lo que el ejercicio físico se convirtió en un elemen-to esencial en actividades sociales, hasta el punto de desarrollar de forma paralela y con la misma importancia, el estudio filosófico y las competencias deportivas. Así lo denota la frase mens sana in corpore sano, que es quizá una de las primeras apro-ximaciones a la relación entre el ejercicio físico y los procesos mentales. No obstante, es hasta la última década, que ha aumentado el número de estu-dios acerca del papel del ejercicio físico en el funcionamiento cerebral humano, posiblemente impulsado por el desarrollo de métodos de neuroimagen. Estos estu-dios han mostrado que, gracias al ejercicio, es posible prevenir el deterioro cognos-citivo durante el envejecimiento (Angevaren, Aufdemkampe, Verhaar, Aleman y Vanhees, 2008; Franco-Martín, Parra-Vidales, González-Palau, Bernate-Navarro y Solis, 2013) y aumenta la reserva cognoscitiva en adultos y niños (Best, 2010; Davis et al., 2011; Erickson, Miller, Weinstein, Akl y Banducci, 2012). Asimis-mo, existen evidencias de beneficios a la salud en los sistemas cardiorrespiratorio (Janssen, 2007), metabólicos (Janssen y Leblanc, 2010), musculo-esqueléticos (Vicente-Rodríguez et al., 2006) y psicológicos (Jiménez, Martínez, Miró y Sán-chez, 2008; Torres, De Vaca, Morales y Sánchez, 2008), además reduce el riesgo de padecer enfermedades como son: hipertensión, diabetes, obesidad, enfermedades cardiacas y accidentes cerebrovasculares, entre otras (OMS, 2010). Según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2010), la inactividad física es el cuarto factor de riesgo de mortalidad más importante a nivel mundial, sólo la superan la hipertensión, el consumo de tabaco y el exceso de glucosa en la sangre. En este contexto, ha aumentado el número de investigaciones con el obje-tivo de estudiar los beneficios cognoscitivos que conlleva el ejercicio físico a lo largo de la vida. Dado lo anterior, resulta pertinente la revisión de los datos experimentales aportados por las neurociencias, sobre los efectos del ejercicio físico en el funcio-namiento cerebral en humanos sanos a lo largo de la vida. Estos datos podrían ayudar a crear diversas metodologías para la prevención del deterioro cognosciti-vo y las enfermedades neurodegenerativas. La presente revisión tuvo como objetivo conocer el estado del arte de la rela-ción ejercicio aeróbico y cerebro a lo largo de la vida. Se analizó el sustento teóri-co de algunas hipótesis que sugieren un papel benéfico del entrenamiento aeróbi-

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co en el funcionamiento cerebral, basados en los hallazgos que se describen en dos tópicos: cambios estructurales y cambios en el funcionamiento cognoscitivo (FC). Se hizo una búsqueda de investigaciones en las bases de datos ScienceDirect, PubMed y Scopus, utilizando las palabras clave: ‘aerobic exercise and brain changes’ y ‘aerobic exercise and cognition’. Se seleccionaron los artículos con los siguientes filtros incluidos en las bases de datos mencionadas: de enero 2004 a febrero 2015, en inglés o español, investi-gaciones realizadas en humanos y que el diseño experimental fuera aleatorizado, de comparación o longitudinal. Posteriormente, se leyeron los resúmenes y se seleccionaron aquellos traba-jos donde la variable independiente fuera el entrenamiento aérobico, que no hicie-ra referencia a grupos con alguna patología como depresión, enfermedades neuro-degenerativas, deterioro cognitivo leve o traumatismo craneoencefálico. Una vez seleccionados, los artículos se categorizaron en tres grupos de edad: ni-ños, adultos y adultos mayores. Finalmente, se revisaron 30 artículos que cumplieron con los criterios esta-blecidos. La figura 1 (ver página siguiente) muestra el proceso de búsqueda bi-bliográfica y el número de artículos que se incluían en cada etapa del proceso. Además de los resultados, se analizaron algunas de las características meto-dológicas que sirvieran para comparar los resultados de los trabajos entre sí y encontrar los parámetros del entrenamiento que ofrecieran los mejores benefi-cios a nivel cerebral. Así, se registraron las pruebas utilizadas para evaluar a los sujetos, tipo de ejercicio, duración total de los entrenamientos, frecuencia sema-nal y duración por sesión. Las tablas 1, 2 y 3 muestran estos datos para niños, adultos y adultos mayores respectivamente. Como se puede observar, en los tres grupos de edad existen diferencias importantes entre los programas de entrena-miento y las pruebas utilizadas para la evaluación de los sujetos. Por ejemplo, las actividades deportivas podían incluir atletismo, basketball, bicicleta, caminadora, etc., o no se especifican y las pruebas de evaluación también cambian entre los estudios. Efectos del entrenamiento físico en la estructura y funcionamiento cerebral Niños y adolescentes Los estudios encontrados abarcan muestras entre 11 y 17 personas entre 7 y 16 años de edad. Aunque en esta etapa es difícil establecer una relación directa entre el ejercicio físico y los cambios corticales asociados al entrenamiento debi-do al rápido desarrollo cerebral (Best 2010; Davis et al., 2011), se reportan mayo-res puntuaciones en tareas de memoria (Chaddock et al., 2010a) y atención selec-

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tiva (Chaddock et al., 2010b) en niños con mejor condición física. Estos puntajes se relacionaron con un mayor volumen en el hipocampo (Chaddock et al., 2010a) y en los ganglios basales (Chaddock et al., 2010b), evidenciados por medio de Resonancia Magnética (RM).

Figura 1 . Proceso de búsqueda y selección de artículos.

Otros estudios conductuales muestran efectos positivos en el FC de niños sometidos a programas de entrenamiento aeróbico en: funciones ejecutivas (FE) (Davis et al. 2007; Tomporowski, Davis, Miller y Naglieri, 2008; Stroth et al., 2009; Davis et al., 2011), atención (Budde, Voelcker-Rehage, Pietrabyk-Kendziorra, Riveiro y Tidow, 2008; Stroth et al., 2009), memoria (Pesce, Crova, Cereatti, Casella y Belluci, 2009) y tiempo de reacción (Ellemberg y St Louis-Deschenes, 2010). Además, se han observado mejorías en aritmética (Davis et al., 2011) y lecto-escritura (Hillman et al., 2009; Schneider, Vogt, Frysch, Guardiera y Strüder, 2009).

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TABLA 1.ESTUDIOS REALIZADOS EN NIÑOS Y ADOLESCENTES.

Nota. CAS=CognitiveAssesmentSystem, AE=Aprovechamiento Escolar, EEG=Electroencefalograma, PRE’s=Po-tenciales Relacionados con Eventos, CNV=Variación Contingente Negativa (siglas en inglés), FE= Funciones Ejecutivas, RM= Resonancia Magnética, D2= Prueba de cancelación que evalúa atención selectiva.

Fuente Entrenamiento Evaluación Principales resultados

Budde et al. (2008)

Una sesión de 10 min Ejercicios de coordina-ción y circuito aeróbico

D2 Mejorías en atención en ambos tipos de entrenamien-to.

Chaddock et al. (2010a)

No especificado Flanker task RM

Mejor atención y mayor volumen de los ganglios basales.

Chaddock et al. (2010b)

No especificado Memoria visual RM

Mejor ejecución de tareas de memoria y mayor volumen del hipocampo.

Davis et al. (2007) 15 semanas (20-40 min 5 días a la semana) Atletismo, soccer y basketball.

CAS Mejor rendimiento en prue-bas que evalúan FE.

Davis et al. (2011) 13 semanas (20-40 min. diarios) Atletismo, soccer y basketball.

CAS, AE Mejor ejecución en pruebas que evalúan FE y matemáti-cas (incremento en la activa-ción pre frontal bilateral).

Ellenberg y St-Louis-Deschenes (2010)

Una sesión de 30 min bicicleta fija

Tiempos de Reacción y FE

Mejoría en tiempos de reac-ción justo después de hacer ejercicio.

Hillman et al. (2009)

Una sesión de 20 min caminadora

Flanker test PRE’s

Mayor amplitud en P300 y mejor desempeño en habili-dades escolares.

Pesce et al. (2009) Una sesión de 38-42 min. Circuito de entrenamien-to y juegos en equipo

Aprendizaje de palabras

Las dos formas de ejercicio ayudan a la consolidación de la memoria.

Schneider et al. (2008)

Una sesión de15 min Bicicleta fija

sLORETA (EEG) AE

Mejora en AE. Mayor acti-vación neurofisiológica (au-mento del ritmo alfa) des-pués del ejercicio físico en área precunea.

Stroth et al. (2009) No especificado entre-namiento a largo plazo y una sesión de 20 min de bicicleta fija.

Flanker Task PRE’s

Mayor desempeño en aten-ción en niños con adecuada condición física y mayor amplitud en el componente CNV

Tomporowksi et al. (2008)

Una sesión de 23 min. Caminadora

Switching Task CAS

Mayor desempeño en prue-bas de inhibición de proce-sos automatizados

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Adultos Los estudios incluyen muestras entre 14 y 57 personas entre 18 y 30 años. Se reportan mejorías en el funcionamiento motor, FE, memoria de trabajo, atención, velocidad de procesamiento, habilidades viso-espaciales e inhibición (Harada, Okagawa y Kubota, 2004; Coles y Tomporowski, 2008; Smith et al, 2010; Ya-nagisawa et al., 2010; O´Leary, Pontifex, Scudder, Brown y Hillman, 2011; Padi-lla, Pérez y Andrés, 2014). No obstante, en algunos estudios los beneficios obte-nidos disminuyen significativamente cuando se interrumpe el entrenamiento, lo que sugiere que la continuidad es importante para preservar el beneficio cognosci-tivo. Estos efectos podrían estar relacionados con incrementos en el nivel de oxi-genación cerebral, debido a un mayor flujo sanguíneo e incremento en la densidad vascular de la corteza cerebral producto del ejercicio aeróbico continuo (Harada et al., 2004). Muchos de los estudios en este rango de edad están enfocados en estudiar los efectos del entrenamiento físico profesional y se centran en los cambios cerebra-les en atletas de élite, ya que esta situación ofrece una gran oportunidad para el estudio de la plasticidad cerebral (Erickson, Hillman y Kramer, 2015). Las com-paraciones de estos atletas con adultos que no practican deporte, muestran mayor volumen de la materia gris en los atletas de élite, lo que puede deberse a la prácti-ca y entrenamiento continuos de los movimientos propios de la especialidad (Ja-cini et al., 2009; Wei y Luo, 2010). Jacini et al. (2009), analizaron las diferencias en la estructura cerebral de 8 judocas que llevaban entrenando 10 años aproximadamente, de 5-6 horas diarias y un grupo control de personas sedentarias, pareadas por edad y escolaridad. Por medio de RM, se evidenció un mayor volumen de materia gris en los lóbulos frontales de los judocas. De acuerdo con los autores, estas modificaciones pueden ser inducidas por la demanda impuesta por el tipo de actividades específicas en este deporte. Otros estudios también han mostrado una asociación entre la práctica de un entrenamiento físico a largo plazo y una mayor densidad en la materia gris de la corteza prefrontal, la cual se relaciona con la planificación y ejecución moto-ra compleja (Nakata, Yoshie, Miura y Kudo, 2010). Así, la repetición de un entre-namiento específico durante largo tiempo, da lugar a la transformación de las conexiones y estructura cerebral (Yarrow, Brown y Krakauer, 2009). Wei y Luo (2010), estudiaron la activación cerebral en un paradigma deno-minado imagery task, por medio de RM funcional, en 12 buzos profesionales y 12 novatos. Los participantes tenían que imaginar la realización de movimientos simples (levantarse, alzar un brazo, etc.) y movimientos complejos como zambu-llirse en el agua y otras habilidades profesionales. Los atletas mostraron mayor activación en el parahipocampo cuando imaginaban realizar una destreza profe-sional, mientras que los novatos no. Cabe señalar, que no se mostró diferencia significativa en la activación cerebral al imaginar habilidades motoras simples.

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TABLA 2. ESTUDIOS REALIZADOS EN ADULTOS.

Nota. BDNF= Brain-Derived Neurotrophic Factor, fNIRS= espectroscopia infrarroja cercana funcional, RM= Resonancia Magnética, PRE's= Potenciales Relacionados a Eventos, FE= Funciones Ejecutivas, CPF= Corteza Pre Frontal.

Fuente Entrenamiento Evaluación Principales resultados

Coles y Tompo-rowski (2007)

Una sesión de 40 min bicicleta fija

Set-switching test y tarea de recuerdo libre.

El ejercicio no facilitó el cambio de set ni el recuerdo a corto plazo, pero si a largo plazo.

Del Percio et al. (2010)

Entrenamiento en karate durante 10 años, 5 veces a la semana.

PRE’s Se observa una mayor sin-cronización en la actividad eléctrica en la zona occipital en los atletas durante tareas visoespaciales.

Griffin et al. (2011)

1 horade bicicleta fija, 3 veces por semana durante 5 semanas.

Stroop Face-name match-ing task

Incremento en los niveles de BDNF que se relacionan con la mejoría en pruebas de memoria e inhibición.

Harada et al. (2004)

30 min de camina-ta 3 veces a la semana durante 12 semanas.

-Branching task -Go/No-Go -Tiempo de reacción -Spatial Delayed-Response Test

Mejor desempeño en tareas que evalúan las FE.

Jacini et al. (2009)

5 hrs diarias por 10 años de judo aprox.

RM Mayor densidad de la mate-ria gris en lóbulo frontal, parietal y temporal en practi-cantes expertos de judo.

O´Leary et al. (2011)

Una sesión de caminadora por 20 min.

Flanker test PRE´s

Incremento en la amplitud de P3 que se relaciona con mayor asignación de recur-sos atencionales y un mayor control de interferencia.

Padilla et al., (2014)

Entrenamiento aeróbico durante al menos 10 años 6 hrs por semana.

Control inhibitorio Automatic Operation Span

Mejor desempeño en tareas que evalúan la memoria de trabajo y la inhibición de interferencias.

Tang et al. (2008)

En una sesión de 15 min de ejercicio en banco.

Niveles de BDNF En el incremento de ejercicio aeróbico aumentan los nive-les de BDNF.

Wei y Luo (2010)

Entrenamiento en buceo durante 10 años.

RM Mayor activación en el para-hipocampo y áreas prefron-tales.

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Otro dato importante de esta investigación es que se activaron zonas pre-frontales de los atletas al realizar ambas tareas, debido posiblemente al alto orden de control motor de movimientos complejos voluntarios. Ahora bien, los cambios en el FC, se han atribuido a una mayor neuroefi-ciencia, concepto que se refiere a un ahorro energético en recursos neuronales, al tiempo que existe una mayor eficiencia en el procesamiento cognoscitivo (Del Percio et al., 2010; Rooks, Thom, McCully y Dishman, 2010). La neuroeficiencia producida por el largo entrenamiento físico, se caracteriza por requerir menos recursos cerebrales para realizar ciertas actividades, que se traduce en una mayor capacidad del funcionamiento cortical. Adultos mayores Actualmente un tema de los más estudiados, debido a sus implicaciones so-ciales, es el análisis de factores protectores y estresores que intervienen en el en-vejecimiento a nivel cerebral. Esto se debe, en parte, al envejecimiento de la po-blación en países industrializados y a la necesidad de medidas de prevención ante enfermedades neurodegenerativas. Los estudios incluyen muestras entre 16 y 120 personas entre 60 y 79 años. Colcombe et al. (2006), encontraron un incremento en el volumen de materia gris y blanca, en los lóbulos temporal y frontal en adultos mayores bajo entrenamiento aeróbico. Asimismo, se han observado cambios funcionales en las cortezas prefrontal y parietal asociados a mejores puntuaciones en tareas conductuales de inhibición (flanker test) y atención selectiva visoespacial bajo entrenamiento físico durante más de 6 meses (Colcombe et al., 2004). Además, se han descrito mejorías en FE (Baker et al., 2010; Hyodo et al., 2012; Voss et al., 2010; Kimura y Hozumi, 2012; Berchicci, Lucci y Di Russo, 2013), memoria (Erickson et al., 2011) y me-moria episódica (Ruscheweyh et al., 2011) asociadas a mayor activación prefron-tal e hipocampo. Estos datos sugieren que el ejercicio físico ofrece protección neuronal (Po-dewils et al., 2005; Kramer y Erickson, 2007) y un incremento en las conexiones neuronales (Rojas-Vega et al., 2008). En el envejecimiento, el peso del cerebro disminuye del 10 al 20% y el flujo sanguíneo se reduce entre un 30-40%, estos cambios dan lugar a alteraciones de memoria, atención, FE y reducción en la capacidad de aprendizaje (Tseng, Gau y Lou, 2011). De esta forma, el ejercicio físico parece ser un factor protector ante el declive neurodegenerativo en adultos mayores con o sin demencia (Franco-Martín et al., 2013), ya que los procesos cognoscitivos beneficiados al realizar ejercicio físico son aquellos que se deterioran con el envejecimiento.

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TABLA 3. RESUMEN DE LOS ESTUDIOS QUE APORTAN EVIDENCIA DE BENEFICIOS CEREBRALES EN ADULTOS MAYORES.

Nota. BDNF= Brain-Derived Neurotrophic Factor, fNIRS= espectroscopia infrarroja cercana funcional, RM= Resonan-cia Magnética RMf= Resonancia Magnética Funcional, FE= Funciones Ejecutivas, WSCT= Wisconsin Card Sorting Test, CPF= Corteza Pre Frontal.

Fuente Entrenamiento Evaluación Principales resultados

Berchicci et al. (2013)

Nado, artes marciales y esgrima.1 hora, 3 veces por semana. No especi-ficado tiempo total.

FE EEG

Mayor velocidad en la planea-ción y ejecución de respuestas, mejoras en las FE. Mejoría electrofisiológica en región prefrontal.

Baker et al. (2010)

Caminadora, elíptica y bicicleta fija. 45 a 60 min por día, 4 veces por semana durante 6 meses.

FE Memoria declarativa

Mejoría en las pruebas de FE. No existió diferencia en memo-ria.

Colcombe et al. (2004)

Caminata o estiramiento de ligas, 45 min, 3 días por semana, 3 meses.

RMf -Flanker Test

Mayor activación de regiones prefrontales y parietales con mejorías en atención visoespa-cial y control inhibitorio.

Colcombe et al. (2006)

Aeróbico 1 hora, 3 días a la semana, durante 6 meses

RM Incremento del volumen cere-bral en el giro temporal su-perior izquierdo y derecho, la corteza anterior cíngulada y la corteza motora suplementaria.

Erickson et al. (2011)

Aeróbico, 40 min 3 días por semana durante 6 meses.

Memoria espacial RM Niveles de BDNF

Incremento del volumen hipo-campal, mayores niveles de BDNF, mayor rendimiento en tareas de memoria visoespacial.

Hyodo et al. (2012)

Bicicleta fija, efecto agudo de una sesión de10 min.

Prueba Stroop fNIRS

Mejoría en la prueba stroop relacionada con una mayor activación bilateral prefrontal.

Kimura y Hozumi (2012)

Baile, 40 min al día, plazo no especificado.

Task-switching reaction

Mejoras en el rendimiento de pruebas que evalúan el control ejecutivo.

Ruscheweyh et al. (2011)

Gimnasia y caminata nórdica, 50 min, de 3- 5 veces por semana, du-rante 6 meses.

Memoria episódica RM Niveles de BDNF

Incremento en volumen cor-tical (materia gris) en áreas prefrontales y corteza cíngula-da. Mayor rendimiento en tareas de memoria.

Voss et al. (2010)

Caminata, 30 min, 2-3 veces por semana durante un año.

-Span de digitos -Prueba de memoria de trabajo visual -WSCT -Task-Switching - RMF

Incremento en la conectividad de la corteza frontal, temporal y parietal, mejoría significativa en el desempeño de las FE.

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Mecanismos neurobiológicos Han surgido distintas explicaciones acerca de los mecanismos neurobiológi-cos que se ponen en marcha con el ejercicio aeróbico. Existe un aumento de sero-tonina, que se ha asociado a la reducción de los síntomas en depresión y ansiedad (Wipfli, Landers, Nagoshi y Ringenbach, 2011). Del mismo modo, se señala que el ejercicio físico tiene un efecto benéfico a nivel molecular, al incrementar la plasticidad en redes sinápticas, por medio de la producción de factores tróficos que intervienen en la supervivencia y crecimiento neuronal como el brain-derived neurotrophic factor (BDNF, por sus siglas en inglés) (Binder y Scharfman, 2004; Tang, Chu, Hui, Helmeste y Law, 2008; Voss, et al., 2010). El BDNF provee soporte vital para las neuronas colinérgicas del cerebro anterior, un sitio relacio-nado con la degeneración causada por la enfermedad de Alzheimer o la edad. En el humano el ejercicio físico mejora el rendimiento cognoscitivo e incrementa la disponibilidad de BDNF aumentando el volumen del hipocampo en adultos ma-yores (Erickson et al., 2011) y adultos jóvenes (Tang et al., 2008; Griffin et al., 2011). Así, la expresión aumentada del BDNF inducida por el ejercicio, podría ayudar a incrementar la resistencia al deterioro cognoscitivo, al daño y la degene-ración de las neuronas, haciendo que este factor trófico sustente el crecimiento y la funcionalidad de estas células (Nieto-Sampedro, 2010). Discusión Los trabajos revisados muestran que el FC mejora a consecuencia del entre-namiento físico, en procesos específicos como FE, memoria, atención, ejecución motora compleja y velocidad de procesamiento. Sin embargo, no todos estos pro-cesos resultan beneficiados en los 3 grupos de edad. En la infancia, los principales procesos favorecidos por el ejercicio físico son las FE, atención y memoria. No obstante, el número de participantes es pequeño y los procesos cognoscitivos estudiados son limitados, por lo que no queda claro si estas funciones son las únicas que se benefician con el entrenamiento. Por otra parte, aun-que se pueden atribuir al ejercicio aeróbico los cambios observados en las funciones cognoscitivas estudiadas, los tiempos de entrenamiento no están bien especificados en las investigaciones, lo cual dificulta establecer un programa de entrenamiento efectivo para lograr beneficios cerebrales. Aunque se han reportado diferencias en el volumen de ganglios basales e hipocampo después de un período de entrenamien-to aeróbico, es difícil establecer en su totalidad las regiones cerebrales involucradas en los cambios cognoscitivos reportados, por lo que es necesario un mayor número de estudios neurofisiológicos y con neuroimagen para precisar estas regiones. Los individuos adultos presentan mejorías en el funcionamiento motor y velocidad de procesamiento, además de los beneficios reportados en niños y adul-

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tos mayores. Asimismo, muestran mayor activación y/o aumento en la densidad cortical en los lóbulos frontal, parietal, temporal y occipital asociados a mejorías en las funciones que sustentan cada una de estas zonas corticales. No obstante, algunos de los trabajos revisados se han realizado comparando atletas de élite con no deportistas y/o analizando los efectos agudos de una sola sesión de ejercicio, lo cual hace difícil la generalización de los resultados al resto de la población. Estas circunstancias también dificultan establecer un régimen de entrenamiento adecuado para lograr los beneficios que puede dejar el deporte en el funcionamiento cerebral. Finalmente, en el caso de los adultos mayores, los beneficios en la función cerebral están mejor descritos, sobre todo porque casi en la totalidad de los traba-jos reportados, se han realizado estudios de imagen y/o electrofisiológicos. Al igual que con los niños se observan beneficios en el desempeño de la atención, FE y memoria. Estos beneficios se reportan asociados a un aumento en el volumen de materia gris y blanca, en la corteza temporal frontal, parietal y en el hipocampo (ver tabla 3). Sin embargo, en este sector de la población también es difícil esta-blecer un programa de entrenamiento que sea efectivo para lograr las mejorías reportadas en el FC, debido a que los participantes practicaban actividad aeróbica en distintas modalidades y periodos de tiempo (sesiones diarias de 30-60 min, 3-5 veces por semana, durante 3-12 meses). Dadas las diferencias señaladas en cuanto a las funciones cognoscitivas bene-ficiadas con el ejercicio físico, es necesario estudiar un mayor número de proce-sos cognoscitivos en los tres rangos de edad, para determinar si se benefician las mismas funciones y si el sustrato neural involucrado, es el mismo en los tres gru-pos. Asimismo, se sugiere el uso de baterías neuropsicológicas amplias, con el propósito de realizar un análisis exhaustivo de los beneficios aportados por el ejercicio a la cognición y la inclusión de un mayor número de sujetos en las mues-tras de estudio para dar certidumbre a los resultados. También es necesario realizar estudios en donde se contrasten distintos tipos, tiempos y frecuencias de entrenamiento, para llegar a conclusiones al respecto en cada grupo de edad. Esto permitiría precisar las características que deben cumplir los programas de entrenamiento para producir los cambios deseados. De igual manera, falta realizar estudios longitudinales que nos permitan re-solver cuestiones acerca de si los beneficios que se producen llegan a un límite, o van incrementándose si la persona persiste en un entrenamiento. Además, se debe analizar la forma en que otros factores podrían influir en los cambios cerebrales observados, como alimentación, educación, hábitos de sueño, ocupación, estado nutrimental, etc. A medida que se resuelvan estas interrogantes, será posible la creación de programas específicos, adaptados a distintas poblaciones sanas o con daño neuroló-gico, neuropsicológico y/o psiquiátrico que permitan la implementación de programas de entrenamiento físico paralelos a los tratamientos de rehabilitación cognoscitiva.

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Por otra parte, los estudios revisados que utilizaron neuroimagen revelan que existe un sustrato neuronal muy importante, asociado a los cambios benéficos en las funciones cognoscitivas. De acuerdo a los estudios con animales los cambios estructurales y funcionales observados en el cerebro, podrían deberse a la produc-ción de factores de crecimiento y al aumento en los niveles de neurotransmisores cerebrales, que sustentarían la formación de nuevas células, el incremento de la supervivencia neuronal, la eficacia sináptica, la conectividad y plasticidad neuronal. Conclusiones Se puede concluir que los beneficios cerebrales relacionados con el ejercicio aeróbico se ven sustentados por la estimulación de procesos neuronales como la creación o perfeccionamiento de redes sinápticas y la supervivencia neuronal. Esta evidencia muestra la necesidad de promover la actividad física, ya que puede ser visto no solo como una herramienta para la promoción de la salud en general, sino también para apoyar el envejecimiento exitoso y como alternativa en la rehabilitación cognoscitiva. Finalmente, podríamos señalar que los beneficios a nivel cerebral reportados por el entrenamiento físico se dan en cualquier periodo de la vida y es accesible a personas de todas las edades y clases sociales, ya que no se requiere de una prác-tica prolongada (años de entrenamiento), ni grandes cantidades de ejercicio, basta con una cantidad moderada, con intensidad leve pero persistente. Referencias Angevaren, M., Aufdemkampe, G., Verhaar, H. J., Aleman, A. y Vanhees, L. (2008). Physical activity

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22 Entrenamiento aeróbico y plasticidad cerebral

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